多孔碳碳化温度对锂硫电池性能的影响

摘要

文章以蔗糖为碳源,纳米碳酸钙为模板在800℃和950℃下碳化生成多孔碳,并分别与单质硫复合成锂硫电池正极材料。用SA3100测试多孔碳在77K的氮气吸脱附等温曲线,分别用Brunauer-Emmett-Teller(BET)理论和Barrett-Joyner-Halenda(BJH)模型计算多孔碳比表面积和孔径分布。采用场发射扫描电子显微镜(field emission scanning electron microscopy,FESEM)观察2种硫碳复合材料的形貌,能谱仪(energy dispersive spectrometer,EDS)观察硫和碳元素分布,X射线衍射仪(X-Ray diffraction,XRD)检测单质硫与碳材料的结构。测试了电池的交流阻抗谱和恒流充放电性能。结果表明:经950℃碳化的多孔碳与硫组成的复合材料在0.2C的放电倍率下首次放电比容为1 327mA·h/g,100次循环后,仍保持在630mA·h/g,库仑效率接近100%。